Вильгельм Штрубе - Пути развития химии. Том 1. От первобытных времен до промышленной революции

Однако не следует забывать, что потребности человечества в сырье в различные исторические эпохи не могли быть полностью удовлетворены использованием только камня, бронзы или даже железа. Эти потребности всегда были значительно шире; для различных целей применялись самые разнообразные материалы. Так, для возведения жилищ и иных строений (например, мельниц) вплоть до наших дней важнейшими материалами были отнюдь не металлы, а дерево, камень, песок, известь; для выделки кожи нужны зола и дубильные вещества; для изготовления текстильных изделий — протрава и краски. При получении стекла незаменимы древесный уголь, песок и сода. Древесина вплоть до начала XX в. вообще использовалась как универсальное сырье — как топливо, как материал для изготовления инструментов, машин, транспортных средств (вагонов, судов), для производства древесного угля, получения смолы, вара, поташа. Широкое применение нашла древесина также при строительстве жилищ, мостов и других сооружений.

История развития производства (даже рассмотренная с точки зрения проблемы важнейшего сырья) определяется в очень небольшой степени тем, что один основной вид сырья вытесняет другой в различные исторические эпохи. Главным условием развития производства во все времена является постоянное повышение качества и увеличение количества важнейших видов сырья.

Железо, полученное металлургами древности, еще не могло по своим свойствам превзойти бронзу: оно было недостаточно твердым. Это объяснялось низким уровнем металлургии. С помощью применявшихся в то время простых кузнечных мехов нельзя было нагреть железо до 1500° С — температуры его плавления. Поэтому металл не полностью отделялся от шлака. Лишь примерно в 1000-х гг. до н. э. в таких разобщенных районах, как Индия, Армения, Месопотамия, Египет, были разработаны методы выплавки железа, оказавшие определяющее влияние на развитие металлургической техники. Они основывались на следующем наблюдении: железо становится более твердым при его повторном нагревании в печи с горящим древесным углем и может быть превращено в ковкую сталь. Этот процесс получения стали почти не изменился до появления в конце XVIII в. метода пудлингования.

После разработки способов получения стали уже за десять веков до нашей эры оказалось возможным получить орудия труда очень высокого качества. С тех пор резко выросла потребность в железе. Развитие металлургии железа стимулировало совершенствование конструкции печей для его выплавки. Совершенствовались и методы выплавки других металлов, а также их сплавов; среди них медь, олово, свинец и их сплавы — бронзы и латуни. (Латунь — сплав меди с цинком, часто с его кремнекислой солью — галмеем.) Свинец, например, применялся при отливке ядер для пращей, изготовления досок для письма, грузил, монет, украшений, а также для разделения благородных металлов. Кроме того, в дальнейшем свинец шел на изготовление красок, таких, как свинцовые белила, сурик, которые хорошо защищают поверхности различных веществ от разрушающего действия влаги. Например, древние греки уже во времена Геродота [12] Геродот (490-480 — 425 до н. э.) — древнегреческий историк; за полноту и систематизацию сведений об истории Древней Греции, Персии, Египта его называли "отцом истории".- Прим. перев. красили корпуса кораблей суриком. Краски получали и из других металлов и минералов, например смальты, яри-медянки, железной охры, киновари, аурипигмента, реальгара. Для нерастворимых в воде минеральных красителей в качестве связующего использовались масла.

По свидетельству Плиния [13] Имеется в виду Плиний Старший (ок. 24-79 н. э.) — знаменитый древнеримский писатель и ученый, автор "Естественной истории" — энциклопедии естественнонаучных знаний античности (в 37 томах).- Прим. перев. , ртуть очищали, продавливая ее через кожу. Диоскорид [14] Диоскорид Педаний (I в. н. э.) — древнеримский врач (по национальности грек). Основное сочинение — "О лекарственных средствах", где систематизированы сведения о всех известных тогда веществах, употреблявшихся как медикаменты.- Прим. перев. упоминает об очистке ртути путем перегонки. В древности были известны металлические ртуть и киноварь (сульфид ртути). Киноварь применялась как пигмент при получении красителей и изготовлении украшений, а также как сырье для выделения металла. В отличие от золота или меди ртуть не служила материалом для изготовления изделий, а применялась лишь для амальгамирования.

В течение всего рассмотренного нами периода развития человеческого общества люди знали о существовании лишь семи металлов, широко используемых в различных областях человеческой практики: золота, серебра, меди, олова, свинца, ртути, железа. Некоторые сведения имелись тогда и об использовании соединений цинка. Цинк в металлическом состоянии был получен лишь в XVI в. Однако соединения этого металла (например, галмей) довольно широко применялись еще за 500 лет до н. э., особенно для получения латуни.

До нашей эры были известны и некоторые другие сплавы. Наиболее широко использовался сплав, состоящий из трех частей золота и одной части серебра. Древние египтяне называли его "аземом", а древние греки — "электроном" и считали индивидуальным металлом.

Итак, возникновение металлургии позволило человечеству практически овладеть двумя важнейшими химическими процессами: обжигом — окислением металла и обратным превращением — восстановлением оксида в металл. "Методически этим были заложены основы практической металлургии, или выплавки металлов из руд,- писал П. Вальден. Так эмпирически было открыто принципиально важное для химии положение об обратимости процесса, или реакции; однако для научного осмысления этого положения потребовалось длительное развитие химии — в течение нескольких тысячелетий. Это произошло лишь в конце XVIII в." [4, с. 6].

Применение высоких температур имело большое значение, так как дало возможность осуществить перегонку жидкостей и плавление металлов. Высокие температуры были необходимы также для получения фаянса, кирпича, для выплавки стекла, изготовления фарфора. Тысячелетиями люди накапливали знания о способах обращения с "красным цветком", как поэтично назвал огонь Р. Киплинг. Используя накопленные знания, люди научились строить печи для обжига различных веществ, плавящихся до 1500° С. Во всемирно известной лаборатории Юстуса Либиха в Гиссенском университете еще полтора века назад студенты допускались к экспериментальной работе лишь после того, как они овладевали "искусством" поддержания температуры при горении древесного угля (газовая горелка была изобретена немецким химиком Р. Бунзеном лишь в 1850 г.). Невозможно перечислить все способы применения огня как основного средства труда и важнейшего источника энергии. В древности эти способы определяли уровень развития человеческого общества. Даже в наши дни, когда после изобретения динамо-машины все большее значение стала приобретать электрическая энергия, существенная часть энергии (тепловая) получается с помощью огня. Правда, в середине XX в. появились иные источники энергии — первые атомные реакторы. Однако окончательная замена химических процессов горения атомной энергетикой — все же дело будущего.